牙髓炎及根尖周炎是最常见的口腔疾病。目前的根管治疗手段可有效地保存牙髓病变的牙齿，但仍然存在很多并发症，随着细胞生物学等的发展，牙髓治疗由物理充填治疗向生物学治疗转变。再生性牙髓治疗(Regenerative endodontics procedures,REPs)是基于生物学的一种治疗方法。 针对牙髓炎或牙髓坏死的年轻恒牙的治疗，研究者们利用口腔来源干细胞或根尖周组织的干细胞作为种子细胞，提出了如牙髓血运重建术，干细胞归巢治疗等充满前景的牙髓再生治疗等新技术。2006年Sonoyama首次鉴定根尖牙乳头区干细胞（stem cell from the apical papilla, SCAP），证明其具有较强的增殖和成牙分化能力，虽然大量的研究已表明牙髓干细胞(dental pulp stem cells， DPSCs)和SCAP都能分化成成牙本质细胞样细胞，形成牙本质样结构，然而SCAP和DPSCs相比之下，拥有更高的增殖分化能力，因此SCAP应用于牙髓组织修复和再生更具优势［1］。在正常机体内，SCAP处于低氧微环境，对此表现出较大的适应能力。

　　　临床中需要使用药物来促进根尖封闭，数十年来氢氧化钙被广泛应用于临床，但有学者发现由于缺乏对牙本质的粘结性，氢氧化钙易 导致微渗漏[2].近些年无机三氧化聚合物( mineral trioxide aggregate，MTA) 因为其良好封闭性且持久性强，抗菌效果好，开始被广泛应用于临床。但也有研究表明高浓度MTA会抑制牙髓干细胞[3].
1.SCAP的分离与鉴定
　　　可通过酶消化法原代分离培养根尖牙乳头细胞，采用免疫组织化学染色检测根尖牙乳头细胞中间充质干细胞标志物 STRO-1，波形丝蛋白和 CD24 的表达，明确所获得细胞是否为根尖乳头干细胞，是否具有干细胞多向分化能力。
　　　
2.SCAP的体内分化特性
  2006年Sonoyama首次鉴定SCAP，证明其具有较强的增殖和成牙分化能力，随后发现SCAP受赫氏上皮根鞘(Hertwig’s epithelial root sheath,HERS)调控，能够引导牙根继续发育和形成[ 4-6]。牙髓再生治疗的结果很大程度上取决于根周及根尖乳头未分化间充质干细胞的再生能力[7].相比DPSCs，SCAP的增殖分化能力更强，更适用于牙髓组织修复和再生。

3.不同盖髓剂对SCAP分化的影响
牙髓再生治疗已成为牙体牙髓病学最大的研究热点，牙髓血运重建术在治疗年轻恒牙牙髓炎及根尖周炎都取得了较大突破，刺激根尖孔引导血凝块及根尖种子细胞的引入都是影响疗效的重要因素，临床中需要使用药物来促进根尖封闭。目前临床上的盖髓剂主要为氢氧化钙和MTA，它们作为盖髓剂可刺激SCAP 向成牙/骨质细胞分化。李一鸣[8]等人，通过对比不同时期MTA及氢氧化钙作用下SCAP在核因子-κB受体活化因子配体(RANKL) 和骨代谢领域近年发现骨保护素(OPG)的表达变化发现氢氧化钙可以通过抑菌和较高PH值为根尖封闭提供合适环境，但其并不具备诱导根尖组织再生的能力，而MTA可以促进SCAP增殖分化，进而达到根尖封闭的效果。Araújo等[9]的研究也提示MTA 溶液通过诱导SCAP向成牙本质方向分化加速根尖孔的闭合及牙根的形成。此外，有研究发现MTA可以促进SCAP向成骨方向分化[10],以促进人牙槽骨母细胞的增殖和硬组织形成[11]。国内牛巧丽[12]等人通过观察不同浓度MTA对SCAP增殖影响发现浓度为0.01 mg/mL的MTA能明显促进SCAP 增殖，当浓度高于1 mg/mL 浓度时则会产生抑制。

4.低氧环境对SCAP分化的影响
　　　在正常机体内，SCAP处于低氧微环境，对此表现出较大的适应能力。正常机体内SCAP所处的低氧环境是否也为体外培养细胞时带来新的思考，在培养细胞时是否应该尽可能模拟体内低氧环境，从而保持SCAP的形态和功能，为牙髓再生治疗研究奠定基石。缺氧诱导因子-1α(Hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)是细胞对缺氧或低氧环境适应性反应的重要转录因子[13]。HIF-1α为氧依赖性调节蛋白，能感受细胞周围的氧气浓度，当细胞内氧浓度低于6%时HIF-1α保持稳定并聚集，转移进入细胞核，与核内HIF-1β形成二聚体，与缺氧反应元件（hypoxia reaction element，HRE）的5'-TACGTG-3' 序列结合，形成HIF-1、p300/CBP环腺苷酸反应元件结合蛋白以及其他转录因子的起始复合物，进而激活HIF-1靶基因的转录，引起组织细胞一系列的缺氧适应性反应，如血管新生与重塑、能量代谢、红细胞生成、细胞增殖、凋亡等[14]。HIF-1α能够激活MAPK-PI3K信号通路来促进细胞增殖与生长。其中主要包括骨钙蛋白（osteocalcin，OCN）、成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor，FGF）、核心结合因子-α(core binding factor α,CBFα）、胰岛素样生长因子-2（insulin-like growth factor-2，IGF-2）、转化生长因子（transforming growth factor，TGF）以及胰岛素样生长因子结合蛋白（insulin-like growth factor binding protein，IGFBP）-1、2、3 等[15-17]。缺氧及IGF-1均能通过PI3K/Akt/mTOR和MAPK信号通路来调节HIF-1α和血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF）的表达[18]。研究发现TGF-β1和IGF-1可提高ALP活性，促进成骨及成牙本质相关基因COL1，OCN，牙本质涎磷蛋白(dentin sialophosphoprotein,DSPP)的表达，认为TGF-β1和IGF-1促进SCAP细胞增殖及向牙本质细胞分化现[19.20]。VEGF是一种高度特异性的细胞因子，具有促进血管内皮细胞分裂、诱发血管形成及增加血管通透性的功能。VEGF可以促进人牙髓成纤维细胞 (Humandental pulp fibroblasts，HDPFs）、成牙本质样细胞(Odontoblast Cell)、巨噬细胞及未分化间充质细胞等分泌[21]。Roberts 等[22]牙本质基质中的 VEGF 及其它血管生成因子可以促进牙齿自身修复。低氧是血管新生的刺激信号，在低氧条件下，SCAP中HIF-1α基因被激活，从而可诱导VEGF的表达，促进根尖乳头及髓腔内血管生成。有研究发现适当的炎症环境，SCAPs能维持一定的细胞活性及增殖能力，维持干细胞特性，提高干细胞成骨及血管生成能力[23]。其机制可能为牙髓炎及根尖周炎时组织发生水肿、缺氧，诱导HIF-1α生成，促进SCAP表达VEGF，进而参与牙髓-牙本质复合体再生，促进牙根发育，且HIF-1α可在1min内上调VEGF到30倍以上。由此可见HIF-1α可能是通过上调VEGF等基因的转录表达来促进根尖周组织及髓腔内血管生成，从而调节牙髓及牙本质再生。
　　　在过去的几年里，破译牙髓腔内缺氧信号通路的研究已取得较大进步，且也证实缺氧信号对DPSCs生理方面有重要影响[24-27]，牙髓腔及根尖乳头的各种信号之间的平衡有利于保持根尖周组织的稳定性，而当该平衡被打破时，根尖及髓腔中的一些细胞如牙髓干细胞、成纤维细胞等的分泌活性将发生变化。SCAP的形态和结构及细胞外基质代谢等诸多因素都受氧浓度调控，低氧信号刺激也在SCAP的增殖和分化过程中扮演重要角色。且低氧信号刺激如何被细胞感受并传递至细胞内，最终导致细胞发生一系列生物学效应的确切应答机制仍处于探索阶段。HIF-1α-VEGF信号在低氧刺激的SCAP中产生何种效应；氧浓度改变及低氧刺激如何通过HIF-1α来调节的其机制都有待进一步实验研究。
5.现状与未来
　　　近年来，牙体与牙髓组织再生一直是口腔医学界热点研究领域之一， SCAP已被证明是根部牙本质再生的主要干细胞来源，不仅用于牙髓牙本质和生物学牙根的再生的研究，而且是一种较好的牙组织工程种子细胞，具有广阔的临床应用前景。有研究发现[281 重组人纤溶酶激活物抑制剂-1（recombinant human plasminogen activator inhibitor-1,rhPAI-1)能促进SCAP向成牙本质分化进而形成牙本质，且形成的类牙本质细胞发出的细胞突进入牙本质小管，体外培养时，rhPAI-1能促进SCAP细胞增殖和成牙本质分化能力，上调核因子I-C(NFI-C)，核心结合蛋白因子2(runt-related transcription factor-2,RUNX2)，成骨细胞特异性转录因子(osterix,OSX)等成牙本质相关基因的表达。TGF-β1可通过ALK5/Smad2/3和 MEK1/ERK信号通路来促进根尖乳头干细胞的增殖，细胞基质形成及分化功能[ 29]。
　　　国内外有大量学者将SCAPs接种于支架材料，将复合体植入体内进行SCAPs成骨及牙髓牙本质再生方面的研究。有研究将SCAPs与HA/TCP支架复合，植入裸鼠皮下，Sonoyama[2 4]等发现在HA/TCP支架表面有牙本质样结构沉积，且新形成的牙本质中有DSP表达，证实了SCAP具有分化为牙本质的能力。 Abe等[30]分离了人牙乳头细胞，接种至多孔的HA支架， 植入裸鼠皮下后发现在HA支架周围形成了骨样及牙本质样结构，且存在大量的成骨样细胞、牙髓样组织及成牙本质样细胞。这些研究展示了SCAPs在牙体再生治疗领域的巨大潜能。
　　　牙髓再生治疗已成为牙体牙髓病学最大的研究热点，牙髓血运重建术在治疗年轻恒牙牙髓炎及根尖周炎都取得了较大突破，刺激根尖孔引导血凝块及根尖种子细胞的引入都是影响疗效的重要因素。在正常机体内，DPSCs及SCAPs均处于低氧微环境中，且在炎症情况会引起组织水肿，缺氧加重，DPSCs及SCAPs依然能保持较好的增殖活性及分化潜能，促进牙本质生成，牙根继续发育等。另外刺激根尖孔形成血凝块引入根尖乳头干细胞时也处于低氧微环境状态，直至血凝块中出现血管再生。由此可见SCAP 对于低氧微环境具有较好的适应能力。
　　　大量的研究已表明低氧微环境能够影响DPSCs的增殖，迁移，分化，血管再生能力等[24-27]，然而缺氧对SCAPs的研究国内外鲜有报道。最新的研究[32]发现低氧能促进SCAPs多向分化，促进SCAPs向牙本质细胞分化，促进神经再生，也为牙髓再生治疗提供新的研究思路。低氧是血管新生的刺激信号，在低氧条件下，SCAP中HIF-1α基因被激活，从而可诱导VEGF的表达，促进根尖乳头及髓腔内血管生成。深入了解低氧状态下SCAP中HIF-1α-VEGF信号转导通路，有助于进一步阐明牙髓、牙本质再生的分子机制，也可为临床上更有效地治疗牙髓炎及根尖周炎提供实验依据。

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支持基金:浙江省医药卫生科技项目（2018274531）